基于BIM技术的建筑设备工程课程教学改革探讨

    李建平 黄向阳

    

    摘? 要 针对目前建筑设备工程课程教学中存在的问题，结合当前BIM技术的优点及其在建筑行业发展趋势，提出完善教学内容、采用BIM技术应用来进行本课程考核，合理增加学时、教学内容与时俱进，将BIM应用于教学过程中，改善教学中不连续、不完整的问题，从而达到该课程的教学目的，为社会培养与时俱进的应用型人才。

    关键词 BIM技术;建筑设备工程;教学改革;教学方法

    Abstract Aim at the problem of education at Construction Equip-ment Engineering， combining technical advantage of BIM and the trend of building profession development， the author brings forward the reform of teaching methods and introduces in the possible arrange-ments of the content of courses， adopts BIM technique to carry on this course to investigate， reasonable increment to class hour， appliesBIM in teaching process， Perfects teaching reform in education me-thod of not continuous and not integrity. It attains the teaching pur-pose of the course for providing with accompany into of applied type talented person.

    Key words BIM technique; construction equipment engineering; teaching reform; teaching methods

    1 引言

    建筑設备工程课程是许多高校建筑学、土木工程、工程管理等专业开设的一门工程技术基础课程，课程内容包括建筑给水排水、供暖通风与空气调节、建筑电气等三大部分，是一门综合性工程学科，也是一门理论和实践密切结合的专业课程。本门课程的目的是帮助学生掌握建筑设备工程技术的基本知识，使学生具有综合考虑和合理处理各种建筑设备与建筑主体之间的关系的能力，从而做出合理的建筑设备工程设计、施工与管理[1]，使学生具有基本建筑设备的设计与施工安装能力、对工程实际问题的分析和解决能力。

    BIM（Building Information Modeling）技术就是建筑信息模型，其能够将建筑工程项目的各个组成部分，通过BIM技术有效实现可视化呈现，具备明显的三维立体效果，优于传统二维CAD，具有可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图性等特点;并且BIM技术还能对工程进度、工程成本、质量信息、后期运营和管理维护等进行有效处理，能够实现对建筑工程项目设计构建的全面升级优化。BIM是未来发展的趋势，住建部明确提出在“十二五”期间基本实现建筑企业信息系统的普及应用，加快BIM技术在工程中的应用。目前，BIM技术不仅应用于大规模标志性项目，而且已经应用于中小规模的项目[2]。

    建筑设备包括建筑给水排水、供暖通风与空气调节、建筑电气，是建筑工程设计、施工、成本、管理、维护不可缺少的项目。同时要考虑这三块专业自身关系，以及与其他专业如建筑学、土木结构的协调性，传统的CAD无法满足目前发展趋势。而传统的建筑设备工程课程教学已经无法适应今后发展的要求，为了提高教学质量，增强学生对理论知识的理解，使学生在今后工作中具备建筑设备方面的必备知识和施工设计能力，必须有效将BIM技术融入建筑设备工程教学之中，使学生更好地学习掌握本门课程，因此，建筑设备工程教学必须进行改革。

    2 目前建筑设备工程课程教学中存在的问题

    教学内容安排不合理，考核方式不结合实际? 本课程主要是一种实际应用型课程，而教师在教学中根据课本教学，只注重理论知识的教学，没有较好地与实际应用相结合。在传统教学模式下，知识点零散、抽象，学生一知半解，忽略了职业能力的培养;全理论的教学，学生学习积极性不高，学习效果不理想，学习过程脱离工程实际。虽然有部分高校将CAD和天正给排水、天正暖通、天正电气融入教学过程之中，但仍然无法满足当前社会发展的需要。学校在该课结束后一般采用试卷考试的方式来评定成绩，考核方式没能较好地与实际工程应用相结合，无法考查学生的实际应用能力。

    学时安排偏少，部分学习内容安排不合理? 目前，学校建筑设备工程只安排有24学时，在如此少的学时内，要将建筑给水排水、供暖通风空调、建筑电气三大专业的知识讲解完并不容易;而要将三者贯穿于设计、施工及相互间的关系讲清，没有实物模型，对于无设计工程经验的学生而言，很难学得更深入和清晰。其学时仅够理论知识的讲解，而无法联系工程实际;现要将BIM技术穿插其中，学时完全不够，学习内容要进一步完善。

    教学过程不连续、不完整? 目前，教学过程中受现实教学条件的限制，在本课程教学中虽然带学生参观学校教学楼，现场讲解各设备用途、安装要求等，但学生对整个工程各专业间关系不明确，如何施工便不直观，动手能力得不到培养。目前的学习都是对建筑设备工程中三大块专业孤立的理论学习，缺乏系统性、完整性，各专业设计和施工无法较好配合。

    3 基于BIM技术的建筑设备工程教学改革

    完善教学内容，将BIM技术贯穿于理论教学过程中，采用BIM技术进行课程考核? 在建筑设备工程课程教学中，虽然教师采用多媒体展示大量图片、工程图纸，但学生的学习积极性仍然不高，理论公式讲解、理论知识的学习等没有较好联系工程实际。虽然学校给学生已开设CAD计算机辅助设计，同时进行相关课程设计教学，但CAD的二维性，各专业设计各自的专业内容，没有将各专业设计配合好。如建筑设备工程包含建筑给水排水、电气、暖通内容，当这些学生在学习后进行课程设计时，各做各的，没有较好地配合，如水管与风管相互交叉、电缆桥架敷设在水管下方等问题，如果用其指导施工，会发现许多设备无法施工。

    现阶段建筑设备教学工作中很少涉及模型的运用，这也导致一些较为复杂的建筑设备很难实现有序教学，学生的理解和掌握受阻，形成较大的阻碍和干扰，难以适应当前越来越复杂的建筑设备构成发展趋势。而BIM技术有效解决了教学模型和CAD的局限性，能够在一定程度上代替这种实物演示，并且达到较为类似的教学效果，最终实现建筑设备教学方面的创新改进。BIM技术可将建筑设备工程中包含内容通过三维方式找出其设计施工不足之处进行修改，注重学生设计能力的培养，加强各专业的配合，改变传统的教学方法，弥补其教学的不足。BIM技术在建筑设备教学系统化方面的作用表现还能够在各个流程方面得到较好体现，能够促使学生掌握各个基本操作流程，避免在任何环节出现教学漏洞，提升学生的实践能力。

    将BIM技术有效融于建筑设备工程教学之中，通过BIM技术进行建筑设备模型的构建，能够充分提升教学质量，利用三维动画的方式将具体项目进行立体呈现，可提升教学便捷性，有助于学生了解和认识相关建筑设备项目内容，并且同时提升建筑设备教学的吸引力[3]。利用BIM技术完善教学内容，培养学生设计动手能力，从而提高学生学习积极性，增强学生对理论知识的理解与实际应用能力。

    本课程传统考核方式是采用试卷考试的方式来结业评定成绩，但这更多考查学生的理论知识掌握程度，无法检查学生的实际应用能力。BIM技术可将建筑设备所包括的几个专业较好地结合起来，因此，可用BIM技术的应用来考核学生，评定本课程的成绩，这样更利于理论与实际应用相结合，培训学生的实际工程应用能力。如给一个工程，让学生将建筑给水排水、建筑电气、供暖通风空调专业的图纸设计完后，应用BIM技术进行三维生成，如发生冲突、碰撞则进行相应调整，提交最终的成果图纸，用来评定本课程的成绩。这样通过实例不仅可以检验学生对理论知识的掌握程度，而且可以培养学生的实际工程应用能力，为学生将来工作打下良好的基础。

    将BIM技术贯穿于教学中，合理安排学时? 目前，本课程共有24个学时，学时严重偏少，因为在理论教学中，建筑设备工程包含建筑给水排水、供暖通风空调、建筑电气三大块内容，共17章。而将BIM技术应用于教学过程中，既可讲清理论知识，又能培养学生实际工程能力，取得较好的教学效果。因此，在目前学时安排和教学内容已不满足现有要求的情况下，应修订完善人才培养计划，增加学时，增加BIM教学内容，合理分配学时。其学时应不少于40个，前后学时及内容分布对比如表1所示。

    建筑设备工程课程包括三大块理论知识，将BIM技术融入教学过程中，从而增强学生对理论知识的理解和应用，提升学生学习知识的完整性，促进学生全局观的培养，加强学生的实际应用能力。其中，BIM在三大板块教学内容中各增加两个学时，加深学生对理论知识的理解;BIM技术的综合应用为四个学时，将建筑给水排水、供暖通风空调、建筑电气三个专业用于实践建模的讲解和实际工程的应用，培养学生的综合应用能力和各专业的协调能力。调整后总学时数为40个。

    将BIM应用于教学中，解决教学不连续、不完整的问题? 传统的建筑设备工程教学方法更多是孤立、不连续、不完整的。如在教学过程中，在讲解建筑给水排水时，只会讲此部分内容，不会讲与其他设备专业如供暖通风空调、建筑电气之间的关系;讲后面两大块知识点时，也不会讲其与建筑给水排水间的关系，但在实际工程中，这三大块内容均会涉及且相互关联，所以其教学是不完整的。现阶段建筑设备工程教学中很少涉及模型的运用，全为理论知识的讲解，导致学生很难理解和掌握，难以适应当前越来越复杂的建筑设备构成发展趋势。

    随着建筑设备的复杂化、多样性，教师想直接通过实物演示教学很不现实。虽然学校利用暑假安排学生进行实习，但学生到工地不一定全程看到或实际参与整个施工过程。而借助BIM技术进行教学，能够在一定程度上代替这种实物演示，弥补学生实习不完整的不足，避免教学过程中教学的不连续和不完整。可通过一个工程的BIM处理，使学生直观了解全部教学内容和一个工程的全部施工内容，从而完善教学中三块教学内容间的关系。

    4 结语

    总之，将BIM技术贯穿于建筑设备工程教学中，教学方法与国家建筑行业发展趋势相结合，通过虚拟仿真模拟工程，有利于学生了解具体项目，理论结合实际，增强课堂生动性，激发学生学习兴趣，有效促进高校课程教学改革，從而取得较好的教学效果，为社会提供更专业、更全面、与时俱进的应用型人才。

    参考文献

    [1]李建平，黄向阳.《建筑设备工程》课程教学改革探讨[J].中国西部科技，2011，10（28）：76.

    [2]任伟，林琳.BIM技术在建筑设备教学中的应用[J].黑龙江科技信息，2016（35）：106.

    [3]丁力.BIM技术在建筑设备教学中的应用[J].住宅与房地产，2017，11（33）：220.